breja      package:nenhum          R Documentation

Dados de uma cerveja artesanal

Description

breja() calcula o volume de cerveja produzida em uma brassagem (processo de fabricação de cerveja), quantas garrafas serão necessárias de acordo com o tamanho da garrafa utilizada, qual o IBU e o grau alcoólico final da cerveja, e quanto açuçar e água é necessário no envase para obter a carbonatação necessária no produto final.

Usage

breja = function(r,h,OG,FG,bottle,t,alfa1,glup1,alfa2="",glup2="",alfa3="",glup3="",tlup="f",co2=2,tfer)

Arguments

r             um valor numérico indicando o raio do recipiente onde está a cerveja após a fermentação
h             um valor numérico indicando a altura do recipiente onde está a cerveja após a fermentação
OG            um charactere indicando a Original Gravity (Gravidade Original), medida com um densímetro a 20ºC antes da fermentação. É a medida das substâncias fermentáveis e não fermentáveis do mosto antes da fermentação.
FG            um charactere indicando a Final Gravity (Gravidade Final), medida com um densímetro a 20ºC após a fermentação. É a medida das substâncias não fermentáveis, após a fermentação do mosto.
bottle        um valor numérico indicando o volume da garrafa a ser utilizada no envase da cerveja
t             um valor numérico indicando o tempo de fervura do lúpulo principal utilizado na cerveja
alfa1         um valor numérico indicando a porcentagem de alfa ácidos em decimais do lúpulo principal utilizado
glup1         um valor numérico indicando a quantidade em gramas do lúpulo principal utilizado
t2            um valor numérico indicando o tempo de fervura do segundo lúpulo utilizado na cerveja (apenas em caso de utilização de dois lúpulos)
alfa2         um valor numérico indicando a porcentagem de alfa ácidos em decimais do segundo lúpulo utilizado na cerveja (apenas em casos de utilização de dois lúpulos)
glup2         um valor numérico indicando a quantidade em gramas do segundo lúpulo utilizado na cerveja (apenas em casos de utilização de dois lúpulos)
t3            um valor numérico indicando o tempo de fervura do terceiro lúpulo utilizado na cerveja (apenas em casos de utilização de três lúpulos)
alfa3         um valor numérico indicando a porcentagem de alfa ácidos em decimais do terceiro lúpulo utilizado na cerveja (apenas em casos de utilização de três lúpulos)
glup3         um valor numérico indicando a quantidade em gramas do terceiro lúpulo utilizado na cerveja (apenas em casos de utilização de três lúpulos)
tlup          um character indicando o tipo de lúpulo utilizado
co2           um valor numérico indicando o volume final de CO2 desejado na carbonatação da cerveja
tfer          um valor numérico indicando a temperatura na qual ocorreu a fermentação da cerveja

Details

No processo de fabricação de cerveja artesanal são realizadas diversas etapas onde é necessário muitos cálculos para determinar a quantidade dos ingredientes e resultados finais obtidos. As etapas de fabricação são mostura (onde os grãos de malte são colocados em água aquecida para ocorrer a quebra do amido em açúcares menores formando o mosto), clarificação (separação do mosto dos grãos), lavagem (lavagem dos grãos com água quente, possibilitando uma maior extração do açúcar), fervura (o mosto é fervido e o lúpulo é adicionado), resfriamento, fermentação (onde é adicionada a levedura), maturação e envase, onde é adicionado o priming, que é a adição de água com açúcar na cerveja que vai ser envasada, de forma que a levedura utilize esse açucar para produzir gás para gaseificar o líquido já dentro da garrafa, processo chamado de carbonatação. A fermentação e maturação das cervejas caseiras são feitas em grandes panelas chamadas fermentadores. Apesar do tamanho total do fermentador ser conhecido, fatores como a evaporação na fervura fazem com que o volume final sempre varie.

Para calcular o volume deve ser inserido apenas o raio (r) e a altura (h) OU diretamente o volume (v) caso o usuário tenha transferido o produto do fermentador para algum tipo de recipiente com graduação de volume.

A relação entre a densidade do mosto ou da cerveja e a densidade da água é conhecida como gravidade específica. Assim, uma gravidade específica de 1.010 significa que a solução pesa 10/1000=1/100=1% mais do que o mesmo volume em água. A gravidade específica medida antes da fermentação é conhecida como Original Gravity (OG) e a medida após a fermentação é conhecida por Final Gravity (FG), ambas devem ser medidas com um densímetro antes e depois da fermentação respectivamente. Essa unidade depende da temperatura, porque a densidade da água e de soluções aquosas varia com a temperatura. Em geral, os densímetros estão calibrados para 20ºC.  Por causa do cálculo do IBU o valor da gravidade original pode ter que ser aproximado como explicado mais abaixo.

O comparativo entre essas duas medidas, OG e FG, determina a potência alcoólica da cerveja. A medida de álcool na cerveja é dada em Alcohol by Volume (ABV). De maneira geral, são classificadas como cervejas de baixo teor alcoólico as que variam entre 0,5 – 2,0%. De médio teor entre 2,0 – 4,5%. Cervejas acima de 4,5% são consideradas de alto teor alcoólico.

Bottle deve ser escolhido entre os tamanhos de garrafa de volume 10000, 600, 500, 355 e 275, pois esses são os tamanhos padrões comercializados no mercado.

O lúpulo possui uma substância chamada alfa ácido que é encontrada em suas flores e é a fonte de amargor da cerveja. Os alfa ácidos não são hidrossolúveis, eles precisam ser isomerizados e transformados em iso-alfa-ácidos através do calor e por isso são adicionados na fervura. A forma de medir o nível de amargor de uma cerveja é através da unidade padrão de medida chamada “IBU” (International Bitterness Units). Os valores de IBU obtidos em uma cerveja correspondem à concentração de iso-alfa-ácidos diluidos na cerveja, seguindo a regra 1 IBU = 1mg de iso-alfa-ácido por litro. Para se calcular o amargor de uma cerveja é preciso levar em conta a quantidade de lúpulo utilizada, o índice de alfa ácido do lúpulo, a densidade do mosto (OG), o tempo de fervura e o volume final de cerveja.  O limite técnico para IBU é de cerca de 100, alguns tentaram ultrapassar este número, mas não há nenhuma medida real depois de 100 IBUs quando se trata de gosto limite. As cervejas comerciais nacionais, do estilo Standard Lager, possuem entre 8 e 15 IBU, enquanto as Premium Lagers possuem entre 15 e 25 IBU. Uma cerveja bem lupulada como um IPA (India Pale Ale) terá uma classificação IBU mais elevada, como um 75, enquanto uma cerveja de malte como uma Stout geralmente tem uma classificação de IBU mais baixo, em torno de 30-40. Cervejas como as Lambics, que são feitas com frutas em sua composição, possuem IBU de no máximo 10.

Existem pelo menos quatro métodos para se calcular o IBU de uma cerveja, elaborados respectivamente por Glenn Tinseth, Jackie Rager, Mark Garetz e Ray Daniels, variando entre eles principalmente na forma como eles avaliam a Utilização (U). Este fator representa a eficiência de isomerização dos alfa ácidos. Dos 4 métodos, o método de Tinseth é o mais utilizado no mundo e considerado por muitos o método mais preciso de todos, por isso é o método utilizado nessa função.

O método de Glenn Tinseth possui uma tabela de Utilização de alfa ácidos que se dá em função da OG (Gravidade Original) e do tempo de fervura do lúpulo. Como a tabela possui valores de temperatura e OG pré-determinados o usuário da função precisa ter o cuidado de manter o tempo de fervura em um desses valores. Caso a OG encontrada seja um valor intermediário entre dois valores pré-determinados é permitido uma aproximação para o valor mais próximo.

O tempo de fervura deve ser um dentre esses valores: 0,3,6,9,12,15,18,21,24,27,30,33,36,39,42,45,48,51,54,57,60,70,80,90
A gravidade original (OG) deve ser um dentre esses valores: "1.030","1.040","1.050","1.060","1.070","1.080","1.090","1.100","1.110","1.120","1.130"

Em caso de adição de mais de um lúpulo eles podem ser adicionados em diferentes tempos de fervura. Nesses casos, o tempo 2 (t2) e o tempo 3 (t3) também devem ser um dentre os valores já citados. Caso todos os lúpulos tenham o mesmo tempo de fervura, esse mesmo tempo tem que ser repetido no t2 e/ou t3.

A porcentagem de alfa ácidos do lúpulo deve ser dada em decimais. Se por exemplo o lúpulo possui 12,5% de álfa ácidos, deve ser colocado 0,125. Da mesma maneira, a quantidada de lúpulo deve ser dada em gramas.

Os valores calculados pelo método de Tinseth consideram lúpulos em flor despejados soltos na panela de fervura. E de acordo com estudiosos, os lúpulos em pellet são cerca de 10% mais eficientes do que o lúpulo em flor. A mesma relação, de cerca de 10% é atribuída para o uso de hopbags, ou seja, se ao invés de jogar o lúpulo direto na fervura colocar na panela dentro de uma bolsa, nesse caso deverá ser considerado um déficit de 10% na eficiência. 

Sendo assim no tipo de lúpulo utilizado deve ser escolhido dentre:
"f" para lúpulos em flor direto na panela, ou pellets dentro de uma hopbag
"b" para lúpulos em flor dentro de uma bag
"p" para lúpulos em pellet direto na panela

O priming consiste em adicionar uma quantidade extra de açúcares fermentáveis na cerveja para que as leveduras residuais iniciem uma refermentação na garrafa, gerando CO2 e a consequente carbonatação da cerveja. Esse açúcar tem que ser diluído em água e fervido por cerca de 5 minutos antes de ser adicionado na cerveja que vai ser envasada. Podemos entender por carbonatação a quantidade de dióxido de carbono incorporada a um líquido, nesso caso a cerveja, expressa em volumes de CO2. Esse volume de CO2 representa a quantidade determinada pelo volume do gás que pode ser retirado de uma determinada litragem de cerveja à temperatura de 20°C em um ambiente com uma atmosfera de pressão. Por exemplo, 1 litro de cerveja com 2,5 volumes eliminaria 2,5 litros de CO2 à temperatura de 20°C em um ambiente com uma atmosfera, isso se absolutamente todo o gás incorporado fosse retirado. 

Tabela de CO2 adequado para alguns estilos:

ESTILO DE CERVEJA	VOLUME DE CO2
Ales Inglesas	1,5 – 2,0
Porter, stout	1,7 – 2,3
Ales belgas em geral	1,9 – 2,4
Lagers em geral	2,2 – 2,7
Ales Americanas	2,2 – 2,7
Lambics	2,4 – 2,8
Lambics com frutas	3,0 – 4,5
Cervejas de Trigo	3,3 – 4,5

Value

A função breja retorna um dataframe com as informações:

Volume Total - Volume total de cerveja produzido na brassagem dado em litros
Garrafas - Número de garrafas a ser utilizado no envase de acordo com o volume desejado da garrafa
IBU - International Bitterness Units, o amargor da cerveja, variando de 0 a 100
ABV - Alcohol by Volume, grau alcóolico da cerveja dado em porcentagem
Açucar do Priming - Quantidade de açúcar necessária para o priming dada em gramas
Água do Priming - Volume de água necessário para o priming dado em ml

Warning

As informações necessárias para a função são recolhidas em diferentes etapas da brassagem. É necessário ir anotando ao longo do processo para usá-las todas juntas na função antes do processo final de envase.

Etapas:

Fervura - anotar a quantidade de gramas de cada lúpulo adicionado (valores de glup), o tempo de fervura de cada um (valores de t) e qual o tipo de lúpulo utilizado (valor de tlup). O valor do alfa ácido é encontrado na embalagem (valores de alfa). 
Após o resfriamento (mosto a cerca de 20ºC) e antes de inocular o fermento - medir com um densímetro e anotar a OG (Original Gravity)
Fermentação - anotar a temperatura na qual a fermentação está ocorrendo
Após a fermentação - medir com um densímetro e anotar a FG (Final Gravity)
Maturação - medir o raio do recipiente da maturação e a altura que a cerveja se encontra no recipient(ou caso de um recipiente graduado apenas anotar o volume)
Decidir qual o volume de CO2 desejado

Utilizar todos os dados anotados na função para obter o resultado da quantidade de priming e de garrafas necessária para o evase, além do IBU e ABV final de sua cerveja.

Envasar e esperar a fermentação secundária ocorrer.

Beber, cheers!


Author (s):

Gabrielle Azevedo Rizzato
gabriellerizzato@gmail.com


Examples

####  Uma IPA feita com 3 tipos de lúpulos em flores, dois de amargor que ficaram mais tempo, e um aromático colocado no final, e envasada em garrafas de 600 ml
breja(v=30,OG="1.050",FG="1.010",bottle=600,t=60,alfa1=0.125,glup1=30,t2=60,alfa2 = 0.15,glup2 = 20,t3=33, alfa3=0.35,glup3 = 10,tlup="f",co2=2.7, tfer=17)

### Uma Stout feita com apenas um lúpulo em hopbag e envasada em garrafas de 500 ml
breja(r=15,h=25,OG="1.090",FG="1.010",bottle=500,t=42,alfa1=0.14,glup1=30,tlup="b",co2=1.9,tfer=18)

####  Uma Pale Ale feita com dois lúpúlo em pellet e envasada em garrafas de 1000 ml
breja(r=20,h=30,OG="1.060",FG="1.010",bottle=1000,t=33,alfa1=0.167,glup1=40,t2=15,alfa2=0.1,glup2=40,tlup="p",co2=2.2,tfer=20)

####  Uma Lager feita com apenas um lúpúlo em flor e envasada em garrafas de 1000 ml
breja(v=50,OG="1.040",FG="1.010",bottle=1000,t=33,alfa1=0.12,glup1=30,tlup="f",co2=2.5,tfer=12)